eng
Выпуск #3/2013
А.Фелижанко
Политики обслуживания абонентов и правил тарификации в сетях LTE с Cisco Quantum Policy Suite
Политики обслуживания абонентов и правил тарификации в сетях LTE с Cisco Quantum Policy Suite
Просмотры: 3950
В условиях жесткой конкуренции операторы сотовой связи должны в кратчайшие сроки выходить на рынок с новыми сервисными предложениями и привлекательными тарифными планами. Поэтому растут требования операторов к серверам политик обслуживания абонентов и правил тарификации (PCRF - Policy and Charging Rules Function) – к их производительности, масштабируемости, гибкости и быстроте реализации сложных сценариев обслуживания. В статье рассматриваются ключевые особенности и результаты независимых нагрузочных испытаний PCRF-сервера нового поколения Cisco Quantum Policy Suite.
Теги: lte pcrf quantum policy
Безлимитные тарифные планы начинают причинять операторам сотовой связи все больше и больше неудобств. Прежде всего, они приводят к возникновению сетевых перегрузок и, как следствие, к ухудшению качества обслуживания абонентов. Причем всех, а не только тех самых десяти процентов, которые, как известно, потребляют 90% доступной полосы пропускания мобильной сети. А безудержную активность этих 10% абонентов провоцируют в основном безлимитные тарифы. Очевидно, что традиционный экстенсивный путь борьбы с перегрузками за счет наращивания сетевой емкости ведет в тупик, поскольку затраты на бесконечную модернизацию сети для обеспечения пропуска все больших объемов трафика растут намного быстрее, чем доходы от пропуска этого самого трафика. И эти затраты вряд ли когда окупятся.
Вообще говоря, предложение только безлимитных тарифов может привести к общему снижению прибыльности операторского бизнеса, причем по целому ряду причин. Во-первых, вследствие конечности радиочастотного ресурса перспективы роста розничной продажи безлимитного доступа операторами сотовой связи становятся существенно ограниченными. Во-вторых, отсутствие контроля над типом пропускаемого трафика, характерное для безлимитной модели, не дает операторам возможности хоть как-то монетизировать контент, доставляемый абонентам по технологии OTT (Over-The-Top), то есть прямо по сети Интернет без прямого контакта с оператором. А объем такого контента в мире и в России растет стремительными темпами. В-третьих, в отсутствие анализа типа трафика оператор теряет возможность дифференцироваться от конкурентов, в частности, динамически реагировать на изменения сегментации рынка, предоставлять различное качество обслуживания разным видам сервиса, своевременно начинать рекламные акции с бесплатным доступом к ставшим вдруг популярными информационно-развлекательным сервисам на время "промопериода" и т.д.
Уже можно смело сказать, что безлимитная модель в сетях операторов сотовой связи выполнила свою миссию, оказав им неоценимую помощь на начальных этапах конкурентной борьбы за абонентов, особенно в регионах с невысоким проникновением сетей фиксированного широкополосного доступа, и она должна постепенно изжить себя. На смену ей должны прийти политики обслуживания и соответствующие им тарифы, которые защитят сеть от перегрузок и будут способствовать справедливому потреблению полосы пропускания всеми пользователями, станут в полной мере использовать информацию об абонентах, например об их текущем местоположении, типе радиодоступа, типе мобильного терминала и т.д., позволят монетизировать OTT-трафик, и, в конечном счете, повысят рентабельность операторской деятельности.
Вот только несколько примеров таких тарифных планов, активно предлагаемых ведущими операторами сотовой связи.
Потребление установленного объема трафика в течение определенного периода тарификации с возможностью докупки трафика. Это типовой план, призванный обеспечить справедливое потребление абонентами полосы пропускания и защиту сети от перегрузок. Скажем, за 20 евро в месяц абонент имеет право на потребление 3 Гбайт трафика HTTP и VoIP на полной скорости, доступной в мобильной сети. По исчерпании квоты и до конца месяца скорость соединения ограничивается 64 Кбит/с, при этом абоненту разрешается только трафик HTTP. Вместе с тем до окончания месяца абонент может докупить через веб-портал 1 Гбайт трафика за 5 евро и в пределах этой квоты опять передавать трафик HTTP и VoIP на полной скорости. По окончании месяца цикл повторяется.
Безлимитный доступ к определенным сайтам, сервисам и приложениям в качестве замены простым безлимитным тарифным планам. Тарифные планы этого типа реализуют бизнес-модель разделения доходов с контент-провайдерами. Оператор может предлагать, скажем, тариф БАЗОВЫЙ, в который входит безлимитный доступ к электронной почте, а также веб-просмотр сайтов и форумов, тариф ПЛЮС, включающий все, что входит в БАЗОВЫЙ, а также безлимитный Facebook, и, наконец, тариф ПРЕМИУМ, включающий ПЛЮС, а также доступ к Skype-видео и Web-TV через Интернет. При этом объем трафика от контента третьей стороны не вычитается из квоты абонента, оператор связи предоставляет этому трафику более высокое качество обслуживания, за что и компенсируется контент-провайдером.
Коллективные квоты для нескольких устройств или для нескольких пользователей. Подобный план может оказаться полезным для небольших компаний с 5–10 сотрудниками в штате, для семей, члены которых владеют собственными устройствами, или для "продвинутых" пользователей, владеющих, к примеру, смартфоном, планшетом, наладонником и ноутбуком с беспроводным модемом. Для всех абонентских устройств группы выделяется общая квота, при этом тарификация производится раздельно в зависимости от типа устройства. Контроль над потреблением квоты, установка лимитов потребления каждым устройством и метода уведомления об исчерпании лимита производится самими абонентами через веб-портал. Также существует возможность докупки через портал какого-то объема трафика.
Тарифные планы с учетом местоположения абонента. Скажем, тариф ДОМОСЕД №1, при котором абоненту обеспечивается скорость передачи данных 3,6 Мбит/с с наивысшим приоритетом обслуживания при доступе в сеть из дома и 1 Мбит/с при доступе из любого другого места. Или тариф ДОМОСЕД №2, подразумевающий обычную абонентскую плату при доступе из дома и помегабайтную оплату трафика при доступе из любого другого места.
Сервисные предложения для абонентов операторов конвергентных фиксированных и сотовых сетей, к которым фактически относятся все ведущие отечественные мобильные операторы. Что-то типа ТВ ВЕЗДЕ! с возможностью просмотра абонентом нескольких десятков ТВ-каналов, а также избранных футбольных и баскетбольных матчей на ПК, ноутбуке, планшете или смартфоне с ограничением количества бесплатных просмотров в месяц через 3G. Или услуга родительского контроля, распространяющаяся на все виды абонентских терминалов, как фиксированных, так и мобильных.
Тарифные планы в приведенных выше примерах и им подобные, направленные прежде всего на монетизацию трафика, становятся доступными при реализации в сети оператора архитектуры PCC (Policy and Charging Control), стандартизованной в 3GPP для управления политиками обслуживания и тарификацией абонентов. На рисунке показаны функциональные компоненты этой архитектуры и связывающие их интерфейсы. Схема позаимствована из спецификации 3GPP TS 23.203 и соответствует сценарию обслуживания абонента в домашней сети.
Ключевыми в архитектуре PCC являются функциональные элементы PCRF и PCEF, причем PCEF реализуется непосредственно на шлюзе P-GW сети LTE, но также может быть реализован на шлюзе GGSN сети 2.5G/3G. Кроме этих элементов в архитектуру PCC входят системы онлайн и офлайн тарификации (соответственно, OCS и OFCS), хранилище профилей абонентов (SPR) или, в более современном варианте, хранилище пользовательских данных (UDR) и некоторые другие. Основная задача PCRF – принятие решений по применению политик обслуживания абонентов на основе информации, получаемой от PCEF, TDF, SPR/UDR и т.д., а также управление тарификацией потоков данных. В свою очередь, основная задача PCEF – детектирование логических потоков данных (так называемых Service Data Flow) и выполнение политик и правил тарификации этих потоков под управлением PCRF. Элементы PCRF и PCEF связывает интерфейс на основе протокола Diameter, получивший в 3GPP название "Gx". Через этот интерфейс PCRF устанавливает и снимает динамические или статически предопределенные на PCEF правила, устанавливает на PCEF триггеры на события (например, на смену типа радиодоступа или местоположения, на обнаружение трафика определенного приложения и т.д.), получает от PCEF уведомления о наступлении событий, на которые PCRF подписан, а также информацию об объеме потребленного трафика.
В настоящее время, когда количество коммерчески эксплуатируемых сетей LTE растет день ото дня (а по данным ассоциации GSA, в мире по состоянию на май 2013 года насчитывалось 175 коммерческих сетей LTE), к оборудованию PCRF предъявляются все более высокие требования по производительности, масштабируемости, возможности интеграции с другими сетевыми элементами оператора, быстроте создания и реализации новых услуг на основе политик. Так, в типовой сети LTE от сервера PCRF требуется производительность порядка 100 тыс. транзакций в секунду (TPS) и выше, в то время как в сети 3G – порядка 10 тыс. TPS. В сети LTE политики применяются к сессиям 100% абонентов, в то время как в сети 3G, как правило, к сессиям 10% абонентов. В сети LTE используется от 10 до 100 триггеров применения и изменения политик, в то время как в сети 3G – один или два таких триггера. Как следствие, многие операторы из тех, кто уже запустил или планирует запуск сети LTE, проводят конкурсы на модернизацию или даже замену установленного в свое время оборудования PCRF.
Решение Cisco Quantum Policy Suite (QPS) на серверных платформах Cisco UCS в полной мере удовлетворяет требованиям, предъявляемым к PCRF в современных сетях сотовой связи, причем по ряду параметров – со значительным запасом.
Так, во время нагрузочных тестов системы, проведенных Европейским испытательным центром EANTC в феврале 2013 года в условиях реальной модели тразакций VoLTE/IMS (с задействованием интерфейсов Rx и Gx), Cisco QPS установил новый отраслевой стандарт производительности и масштабируемости серверов PCRF в сетях сотовой связи 3G/LTE. Все функциональные компоненты QPS, в число которых входят PCRF, OCS и SPR, полностью виртуализированы, и каждый компонент масштабируется простым добавлением виртуальных машин и блейдов. На тестах в EANTC был продемонстрирован линейный рост производительности и ёмкости PCRF от начальных 34 тыс. TPS и 10 млн. одновременно активных абонентских сессий на шести блейдах UCS B200 M3, установленных в одно шасси UCS 5108, до 250 тыс. TPS и 75 млн. сессий на 44 блейдах в шести шасси. Причем эти 75 млн. сессий активировались с интенсивностью 50 тыс. в секунду, то есть, к примеру, все зрители заполненного футбольного стадиона, вмещающего сто тысяч человек, смогли бы получить доступ к сети LTE и услугам IMS всего за две секунды. Средняя задержка обработки транзакций составила беспрецедентно низкие 14 мс, а этот показатель критически важен в сценарии VoLTE, поскольку PCRF должен авторизовать качество обслуживания для каждого речевого вызова, при этом удовлетворенность абонентов голосовой услугой не должна страдать даже при самой высокой нагрузке на PCRF.
Еще одно отличительное свойство архитектуры QPS состоит в том, что для обеспечения продемонстрированной в EANTC масштабируемости в решении Cisco не потребовался внешний Diameter Routing Agent (DRA), который обычно используется в решениях других производителей в качестве интеллектуального балансировщика сигнальной нагрузки между серверами PCRF. Даже в конфигурации с 44 физическими блейдами и 88 виртуальными машинами PCRF в системе было сконфигурировано только четыре виртуальные машины Policy Director, выполняющие роль встроенных "балансировщиков", и система представлялась внешнему миру всего четырьмя виртуальными IP-адресами – двумя для терминации Rx со стороны IMS и двумя для терминации Gx со стороны PCEF. Причем такое разнесение интерфейсов Rx и Gx на разные IP-адреса было сделано умышленно, чтобы продемонстрировать способность PCRF самостоятельно коррелировать сообщения Rx и Gx для данной абонентской сессии без вовлечения в процесс внешнего, обычно дорогостоящего, DRA.
Подсистема хранения абонентских профилей, текущих балансов и оперативных данных о сессиях в Cisco QPS также заслуживает внимания. Она построена не на одной из коммерческих реляционных СУБД на основе SQL, порой требующих приобретения дорогостоящих лицензий, а на документо-ориентированной СУБД с открытым исходным кодом MongoDB. Коллекции данных в ней не привязаны к заранее определенной схеме таблиц, что характерно для реляционных СУБД. Вместо этого СУБД управляет наборами JSON-документов, хранимых в двоичном виде. А раз так, в документы можно легко добавлять новые атрибуты, ключи и значения. Непосредственно в СУБД встроен так называемый механизм шардинга, то есть разделения всего объема данных об абонентах на части и разнесения их на несколько серверов или виртуальных машин для обеспечения горизонтальной масштабирумости с поддержкой автоматической балансировки между ними и синхронизации реплик данных внутри каждого шарда. В том числе географически разнесенных реплик при развертывании системы с географическим резервированием, обеспечивающим самую высокую степень доступности данных.
С точки зрения интеграции с другими элементами сети оператора, QPS обладает высочайшей гибкостью. Прежде всего, поддерживаются все стандартные интерфейсы PCC в соответствии со спецификациями 3GPP вплоть до Release 11, такие как Gx, Gy, Rx, S9, Sy, Sd, Sh и Ud. Также поддерживаются API на SOAP/XML для интеграции QPS с операторским веб-порталом, через который абоненты могут, например, докупить один или два гигабайта трафика, воспользоваться "турбо-кнопкой" для временного увеличения скорости передачи данных или просто ознакомиться со своим текущим балансом. Поддерживаются стандартные интерфейсы для отправки через SMS или по электронной почте уведомлений абонентам, например, об исчерпании их балансов, для экспорта записей CDR в автоматизированные системы расчетов и для интеграции с системами сетевого управления. Одновременно с этим, что не менее важно, архитектура QPS дает возможность легкой и быстрой интеграции с внешними системами типа OSS/BSS методами, не поддерживаемыми в базовой "коробочной" версии QPS. Это достигается за счет плагинов, которые могут быть разработаны самим оператором или его партнером с помощью инструментария Spring и Eclipse и включены в систему без какого-либо вмешательства в код ПО QPS со стороны Cisco. В результате средний срок интеграции QPS с фирменной внешней системой, к примеру, поддерживающей только XML/CORBA, сокращается с 3–6 месяцев, характерных при типичном подходе к интеграции силами разработчиков ПО производителя оборудования, до нескольких недель, включая разработку и отладку плагина.
В заключение хотелось бы отметить, что в условиях массированного запуска в эксплуатацию сетей LTE, быстро меняющегося рынка услуг и постепенного отказа операторов сотовой связи от безлимитных тарифных планов в пользу тарифных планов, призванных защищать сети от перегрузок и монетизировать трафик, решение Cisco QPS может принести операторам неоценимую пользу. В мире насчитывается свыше 70 коммерческих внедрений QPS, в том числе у сотовых операторов. А отчет исследовательской компании ACG Research за первый квартал 2013 года, опубликованный в конце мая и посвященный анализу мировых продаж оборудования для пакетных опорных сетей 2.5G/3G и LTE, вывел Cisco на первое место в том числе и в категории PCRF как по объему продаж, так и по доле на рынке. ▪
Вообще говоря, предложение только безлимитных тарифов может привести к общему снижению прибыльности операторского бизнеса, причем по целому ряду причин. Во-первых, вследствие конечности радиочастотного ресурса перспективы роста розничной продажи безлимитного доступа операторами сотовой связи становятся существенно ограниченными. Во-вторых, отсутствие контроля над типом пропускаемого трафика, характерное для безлимитной модели, не дает операторам возможности хоть как-то монетизировать контент, доставляемый абонентам по технологии OTT (Over-The-Top), то есть прямо по сети Интернет без прямого контакта с оператором. А объем такого контента в мире и в России растет стремительными темпами. В-третьих, в отсутствие анализа типа трафика оператор теряет возможность дифференцироваться от конкурентов, в частности, динамически реагировать на изменения сегментации рынка, предоставлять различное качество обслуживания разным видам сервиса, своевременно начинать рекламные акции с бесплатным доступом к ставшим вдруг популярными информационно-развлекательным сервисам на время "промопериода" и т.д.
Уже можно смело сказать, что безлимитная модель в сетях операторов сотовой связи выполнила свою миссию, оказав им неоценимую помощь на начальных этапах конкурентной борьбы за абонентов, особенно в регионах с невысоким проникновением сетей фиксированного широкополосного доступа, и она должна постепенно изжить себя. На смену ей должны прийти политики обслуживания и соответствующие им тарифы, которые защитят сеть от перегрузок и будут способствовать справедливому потреблению полосы пропускания всеми пользователями, станут в полной мере использовать информацию об абонентах, например об их текущем местоположении, типе радиодоступа, типе мобильного терминала и т.д., позволят монетизировать OTT-трафик, и, в конечном счете, повысят рентабельность операторской деятельности.
Вот только несколько примеров таких тарифных планов, активно предлагаемых ведущими операторами сотовой связи.
Потребление установленного объема трафика в течение определенного периода тарификации с возможностью докупки трафика. Это типовой план, призванный обеспечить справедливое потребление абонентами полосы пропускания и защиту сети от перегрузок. Скажем, за 20 евро в месяц абонент имеет право на потребление 3 Гбайт трафика HTTP и VoIP на полной скорости, доступной в мобильной сети. По исчерпании квоты и до конца месяца скорость соединения ограничивается 64 Кбит/с, при этом абоненту разрешается только трафик HTTP. Вместе с тем до окончания месяца абонент может докупить через веб-портал 1 Гбайт трафика за 5 евро и в пределах этой квоты опять передавать трафик HTTP и VoIP на полной скорости. По окончании месяца цикл повторяется.
Безлимитный доступ к определенным сайтам, сервисам и приложениям в качестве замены простым безлимитным тарифным планам. Тарифные планы этого типа реализуют бизнес-модель разделения доходов с контент-провайдерами. Оператор может предлагать, скажем, тариф БАЗОВЫЙ, в который входит безлимитный доступ к электронной почте, а также веб-просмотр сайтов и форумов, тариф ПЛЮС, включающий все, что входит в БАЗОВЫЙ, а также безлимитный Facebook, и, наконец, тариф ПРЕМИУМ, включающий ПЛЮС, а также доступ к Skype-видео и Web-TV через Интернет. При этом объем трафика от контента третьей стороны не вычитается из квоты абонента, оператор связи предоставляет этому трафику более высокое качество обслуживания, за что и компенсируется контент-провайдером.
Коллективные квоты для нескольких устройств или для нескольких пользователей. Подобный план может оказаться полезным для небольших компаний с 5–10 сотрудниками в штате, для семей, члены которых владеют собственными устройствами, или для "продвинутых" пользователей, владеющих, к примеру, смартфоном, планшетом, наладонником и ноутбуком с беспроводным модемом. Для всех абонентских устройств группы выделяется общая квота, при этом тарификация производится раздельно в зависимости от типа устройства. Контроль над потреблением квоты, установка лимитов потребления каждым устройством и метода уведомления об исчерпании лимита производится самими абонентами через веб-портал. Также существует возможность докупки через портал какого-то объема трафика.
Тарифные планы с учетом местоположения абонента. Скажем, тариф ДОМОСЕД №1, при котором абоненту обеспечивается скорость передачи данных 3,6 Мбит/с с наивысшим приоритетом обслуживания при доступе в сеть из дома и 1 Мбит/с при доступе из любого другого места. Или тариф ДОМОСЕД №2, подразумевающий обычную абонентскую плату при доступе из дома и помегабайтную оплату трафика при доступе из любого другого места.
Сервисные предложения для абонентов операторов конвергентных фиксированных и сотовых сетей, к которым фактически относятся все ведущие отечественные мобильные операторы. Что-то типа ТВ ВЕЗДЕ! с возможностью просмотра абонентом нескольких десятков ТВ-каналов, а также избранных футбольных и баскетбольных матчей на ПК, ноутбуке, планшете или смартфоне с ограничением количества бесплатных просмотров в месяц через 3G. Или услуга родительского контроля, распространяющаяся на все виды абонентских терминалов, как фиксированных, так и мобильных.
Тарифные планы в приведенных выше примерах и им подобные, направленные прежде всего на монетизацию трафика, становятся доступными при реализации в сети оператора архитектуры PCC (Policy and Charging Control), стандартизованной в 3GPP для управления политиками обслуживания и тарификацией абонентов. На рисунке показаны функциональные компоненты этой архитектуры и связывающие их интерфейсы. Схема позаимствована из спецификации 3GPP TS 23.203 и соответствует сценарию обслуживания абонента в домашней сети.
Ключевыми в архитектуре PCC являются функциональные элементы PCRF и PCEF, причем PCEF реализуется непосредственно на шлюзе P-GW сети LTE, но также может быть реализован на шлюзе GGSN сети 2.5G/3G. Кроме этих элементов в архитектуру PCC входят системы онлайн и офлайн тарификации (соответственно, OCS и OFCS), хранилище профилей абонентов (SPR) или, в более современном варианте, хранилище пользовательских данных (UDR) и некоторые другие. Основная задача PCRF – принятие решений по применению политик обслуживания абонентов на основе информации, получаемой от PCEF, TDF, SPR/UDR и т.д., а также управление тарификацией потоков данных. В свою очередь, основная задача PCEF – детектирование логических потоков данных (так называемых Service Data Flow) и выполнение политик и правил тарификации этих потоков под управлением PCRF. Элементы PCRF и PCEF связывает интерфейс на основе протокола Diameter, получивший в 3GPP название "Gx". Через этот интерфейс PCRF устанавливает и снимает динамические или статически предопределенные на PCEF правила, устанавливает на PCEF триггеры на события (например, на смену типа радиодоступа или местоположения, на обнаружение трафика определенного приложения и т.д.), получает от PCEF уведомления о наступлении событий, на которые PCRF подписан, а также информацию об объеме потребленного трафика.
В настоящее время, когда количество коммерчески эксплуатируемых сетей LTE растет день ото дня (а по данным ассоциации GSA, в мире по состоянию на май 2013 года насчитывалось 175 коммерческих сетей LTE), к оборудованию PCRF предъявляются все более высокие требования по производительности, масштабируемости, возможности интеграции с другими сетевыми элементами оператора, быстроте создания и реализации новых услуг на основе политик. Так, в типовой сети LTE от сервера PCRF требуется производительность порядка 100 тыс. транзакций в секунду (TPS) и выше, в то время как в сети 3G – порядка 10 тыс. TPS. В сети LTE политики применяются к сессиям 100% абонентов, в то время как в сети 3G, как правило, к сессиям 10% абонентов. В сети LTE используется от 10 до 100 триггеров применения и изменения политик, в то время как в сети 3G – один или два таких триггера. Как следствие, многие операторы из тех, кто уже запустил или планирует запуск сети LTE, проводят конкурсы на модернизацию или даже замену установленного в свое время оборудования PCRF.
Решение Cisco Quantum Policy Suite (QPS) на серверных платформах Cisco UCS в полной мере удовлетворяет требованиям, предъявляемым к PCRF в современных сетях сотовой связи, причем по ряду параметров – со значительным запасом.
Так, во время нагрузочных тестов системы, проведенных Европейским испытательным центром EANTC в феврале 2013 года в условиях реальной модели тразакций VoLTE/IMS (с задействованием интерфейсов Rx и Gx), Cisco QPS установил новый отраслевой стандарт производительности и масштабируемости серверов PCRF в сетях сотовой связи 3G/LTE. Все функциональные компоненты QPS, в число которых входят PCRF, OCS и SPR, полностью виртуализированы, и каждый компонент масштабируется простым добавлением виртуальных машин и блейдов. На тестах в EANTC был продемонстрирован линейный рост производительности и ёмкости PCRF от начальных 34 тыс. TPS и 10 млн. одновременно активных абонентских сессий на шести блейдах UCS B200 M3, установленных в одно шасси UCS 5108, до 250 тыс. TPS и 75 млн. сессий на 44 блейдах в шести шасси. Причем эти 75 млн. сессий активировались с интенсивностью 50 тыс. в секунду, то есть, к примеру, все зрители заполненного футбольного стадиона, вмещающего сто тысяч человек, смогли бы получить доступ к сети LTE и услугам IMS всего за две секунды. Средняя задержка обработки транзакций составила беспрецедентно низкие 14 мс, а этот показатель критически важен в сценарии VoLTE, поскольку PCRF должен авторизовать качество обслуживания для каждого речевого вызова, при этом удовлетворенность абонентов голосовой услугой не должна страдать даже при самой высокой нагрузке на PCRF.
Еще одно отличительное свойство архитектуры QPS состоит в том, что для обеспечения продемонстрированной в EANTC масштабируемости в решении Cisco не потребовался внешний Diameter Routing Agent (DRA), который обычно используется в решениях других производителей в качестве интеллектуального балансировщика сигнальной нагрузки между серверами PCRF. Даже в конфигурации с 44 физическими блейдами и 88 виртуальными машинами PCRF в системе было сконфигурировано только четыре виртуальные машины Policy Director, выполняющие роль встроенных "балансировщиков", и система представлялась внешнему миру всего четырьмя виртуальными IP-адресами – двумя для терминации Rx со стороны IMS и двумя для терминации Gx со стороны PCEF. Причем такое разнесение интерфейсов Rx и Gx на разные IP-адреса было сделано умышленно, чтобы продемонстрировать способность PCRF самостоятельно коррелировать сообщения Rx и Gx для данной абонентской сессии без вовлечения в процесс внешнего, обычно дорогостоящего, DRA.
Подсистема хранения абонентских профилей, текущих балансов и оперативных данных о сессиях в Cisco QPS также заслуживает внимания. Она построена не на одной из коммерческих реляционных СУБД на основе SQL, порой требующих приобретения дорогостоящих лицензий, а на документо-ориентированной СУБД с открытым исходным кодом MongoDB. Коллекции данных в ней не привязаны к заранее определенной схеме таблиц, что характерно для реляционных СУБД. Вместо этого СУБД управляет наборами JSON-документов, хранимых в двоичном виде. А раз так, в документы можно легко добавлять новые атрибуты, ключи и значения. Непосредственно в СУБД встроен так называемый механизм шардинга, то есть разделения всего объема данных об абонентах на части и разнесения их на несколько серверов или виртуальных машин для обеспечения горизонтальной масштабирумости с поддержкой автоматической балансировки между ними и синхронизации реплик данных внутри каждого шарда. В том числе географически разнесенных реплик при развертывании системы с географическим резервированием, обеспечивающим самую высокую степень доступности данных.
С точки зрения интеграции с другими элементами сети оператора, QPS обладает высочайшей гибкостью. Прежде всего, поддерживаются все стандартные интерфейсы PCC в соответствии со спецификациями 3GPP вплоть до Release 11, такие как Gx, Gy, Rx, S9, Sy, Sd, Sh и Ud. Также поддерживаются API на SOAP/XML для интеграции QPS с операторским веб-порталом, через который абоненты могут, например, докупить один или два гигабайта трафика, воспользоваться "турбо-кнопкой" для временного увеличения скорости передачи данных или просто ознакомиться со своим текущим балансом. Поддерживаются стандартные интерфейсы для отправки через SMS или по электронной почте уведомлений абонентам, например, об исчерпании их балансов, для экспорта записей CDR в автоматизированные системы расчетов и для интеграции с системами сетевого управления. Одновременно с этим, что не менее важно, архитектура QPS дает возможность легкой и быстрой интеграции с внешними системами типа OSS/BSS методами, не поддерживаемыми в базовой "коробочной" версии QPS. Это достигается за счет плагинов, которые могут быть разработаны самим оператором или его партнером с помощью инструментария Spring и Eclipse и включены в систему без какого-либо вмешательства в код ПО QPS со стороны Cisco. В результате средний срок интеграции QPS с фирменной внешней системой, к примеру, поддерживающей только XML/CORBA, сокращается с 3–6 месяцев, характерных при типичном подходе к интеграции силами разработчиков ПО производителя оборудования, до нескольких недель, включая разработку и отладку плагина.
В заключение хотелось бы отметить, что в условиях массированного запуска в эксплуатацию сетей LTE, быстро меняющегося рынка услуг и постепенного отказа операторов сотовой связи от безлимитных тарифных планов в пользу тарифных планов, призванных защищать сети от перегрузок и монетизировать трафик, решение Cisco QPS может принести операторам неоценимую пользу. В мире насчитывается свыше 70 коммерческих внедрений QPS, в том числе у сотовых операторов. А отчет исследовательской компании ACG Research за первый квартал 2013 года, опубликованный в конце мая и посвященный анализу мировых продаж оборудования для пакетных опорных сетей 2.5G/3G и LTE, вывел Cisco на первое место в том числе и в категории PCRF как по объему продаж, так и по доле на рынке. ▪
Отзывы читателей
